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单片机设计电流与温度监控python上位机监控平台设计

news 2024/11/14 15:45:45

前言

一、本设计主要实现哪些很“开门”功能？

二、电路设计原理图

电路图采用Altium Designer进行设计：

三、实物设计图

四、程序源代码设计

五、获取资料内容

前言

在现代工业自动化和智能设备管理中，对电流和温度的实时监控是至关重要的。电流和温度作为反映设备运行状态的关键参数，其稳定性和安全性直接关系到整个系统的可靠性和效率。为了确保设备的正常运行，及时发现并解决潜在问题，设计一个高效的电流与温度监控系统显得尤为重要。

然而，仅有单片机采集的数据是远远不够的，我们还需要一个能够接收、处理和展示这些数据的上位机监控平台。Python，作为一种高级编程语言，以其简洁的语法、丰富的库和强大的功能，成为开发上位机监控平台的优选工具。。

本文将详细介绍一个基于单片机和Python的上位机监控平台的设计和实现过程。该平台将采用单片机作为数据采集的核心，通过传感器实时获取电流和温度数据，并将这些数据通过串口或其他通信协议传输给上位机。上位机则使用Python进行开发，负责接收数据、处理数据、展示数据和触发报警。

本设计旨在提供一个稳定、可靠、易于使用的电流与温度监控系统，为设备的维护和管理提供便捷的工具。通过该平台，用户可以实时查看设备的电流和温度情况，及时发现异常情况并采取相应措施，从而确保设备的正常运行和延长使用寿命。

接下来，本文将详细介绍该监控平台的硬件设计、软件实现以及具体的功能展示，为读者提供一个全面的设计和实现方案。

一、本设计主要实现哪些很“开门”功能？

1）精密电流uA级别检测功能，实时检测存储
       2）实时温控检测，采用卡尔曼滤波实现温度误差便宜
       3）同讯上位机采用自制的485USB模块，加上抗静电与EMC保护电路
       4）采用加密协议进行传输至上位机
       5）python上位机绘制的QT界面，实现全方面数据检测
       6）具备后台log数据日志存储

二、电路设计原理图

电路图采用Altium Designer进行设计：

1、通过STM32F103C8T6单片机作为系统主控，最小系统电路是整个电路的核心。

2、高精密电流检测运放电路，ADC模拟接口与单片机进行连接

3、使用485转USB模块连接上位机，模块与单片机使用485接口连接

4、通过DS18B20进行温度监控

5、使用卡尔曼滤波算法，程序内部运行

6、通过防静电电路设置，模块与单片机使用数据总线控制连接稳妥

三、实物设计图

四、程序源代码设计

int main(void)
{
   u8 rs485buf[22] = {0X00};
   u8 num = 0;
   u16 t=0,t2=0,t3=0,t4=0,t5=0,I = 0,I2 = 0,I3 = 0,I4 = 0,I5 = 0;
   short temperature,temperature2,temperature3,temperature4,temperature5;
float temp = 0,temp2 = 0,temp3 = 0,temp4 = 0,temp5 = 0;
   delay_init();       //延时函数初始化
   NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
   uart_init(9600);
   RS485_Init(9600);   //初始化RS485

   Adc_Init();
   Adc_Init2();

   TIM2_Int_Init(4999,7199);//计时500ms
//   TIM3_Int_Init(9999,7199);//1s计时
   while(1)
   {
       if(num == 20)
       {
           num = 0;

           t = t/20;
           temp = (float)t*33/16384;I = temp*100000;rs485buf[11] = I>>8; rs485buf[12] = I;

           t2 = t2/20;
           temp2 = (float)t2*33/16384;I2 = temp2*100000;rs485buf[13] = I2>>8; rs485buf[14] = I2;


           RS485_Send_Data(rs485buf,22);//发送5个字节

       }
       if(fla_con)
       {
           fla_con = 0;
           temperature=DS18B20_Get_Temp();   rs485buf[1] = temperature>>8; rs485buf[2] = temperature;
           adcx1=Get_Adc_Average(ADC_Channel_2,1);

           temperature2=DS18B20_Get_Temp2();rs485buf[3] = temperature2>>8; rs485buf[4] = temperature2;
           adcx2=Get_Adc_Average(ADC_Channel_3,1);

           temperature3=DS18B20_Get_Temp3();rs485buf[5] = temperature3>>8; rs485buf[6] = temperature3;
           adcx3=Get_Adc_Average2(ADC_Channel_4,1);

   }

}